生物实验技术

近日，北京大学工学院生物医学工程系席鹏小组实现了STED超分辨率光学显微成像，并用这一新型显微技术实现了对细胞内三大细胞骨架的成像。相关论文发表在美国《公共科学图书馆—综合》（PLoS ONE）。
传统的显微技术受到衍射极限的限制，使得生物学家无法观测到水平方向低于200nm的细胞器结构。在最近的十年内，一系列的超分辨显微技术被发明出来，包括德国马普生物物理化学研究所的Stefan Hell教授发明的受激辐射光淬灭(STED)技术，和霍华德休斯医学研究所(HHMI)的Eric Betzig、庄小威教授等人发明的随机光学定位重构显微(PALM/STORM)技术，以及同在HHMI的Mats Gustaffson教授发明的饱和结构光学显微技术。其中，由于STED直接在物理学家熟悉的点扩展函数上进行调制，因此能够实现更快的成像速度，且不特别依赖于荧光染料，因此备受关注。
伴随其优势的是，STED需要在纳米量级的精度上将两束光的点扩展函数进行配准，因此相比其他方法的工程难度较大。虽然现在Leica已经有STED超分辨显微商用系统，然而其价格高昂，使得一般实验室难以配备。同时，在国际上以及我国国内，有一批研究者曾经致力于双光子研究，而双光子过程所需的钛宝石激光器能够满足STED超分辨率显微的需要。基于这一点，席鹏课题组在一台6W泵浦的钛宝石激光器上，通过连续光调谐，实现了60nm的显微分辨率，这一分辨率仅为入射光波长的十分之一。这一工作也是我国科技工作者首次在实验上实现了STED超分辨的标志。
这一研究将为众多的科技工作者在利用现有钛宝石激光器搭建超分辨率显微系统方面提供指引，并拓展STED超分辨显微技术在生物亚细胞成像中的应用。